纳米复合相变材料的制备及性能研究

发布时间：2018-07-03 16:00

本文选题：相变储热材料 + 聚乙二醇　；参考：《兰州理工大学》2017年硕士论文

【摘要】：相变材料(PCMs)广泛用于潜热储热系统,然而,大多数有机相变材料的导热性差,是妨碍其实际应用的障碍之一。本论文制备了聚乙二醇/纳米银(PEG/Ag)、二氧化锰纳米线/管吸附石蜡或脂肪酸制得复合相变材料,其导热系数比有机相变材料提高了115.3%~377.16%,采用了扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线电子衍射(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)、热重分析(TGA)、导热分析等测试方法对复合相变材料进行形貌表征和性能测试。1.聚乙二醇原位还原硝酸银,制得纳米银复合相变材料,通过SEM和TEM可以观察出,纳米Ag颗粒均匀分散在聚乙二醇中。DSC和TGA测试,表明纳米银复合相变材料具有较高的储热能力,相变储热焓值在121.9~141.9 J g~(-1)之间,并具有良好的耐热性能(180℃)。闪光导热分析测得其导热系数在0.300~0.635 W m-1 K-1之间,结果说明,纳米银可以有效改善有机相变材料的导热能力。2.利用硫酸锰、醋酸钾、氯酸钾以及乙酸通过水热法制备的二氧化锰纳米线作为载体材料,与脂肪酸和石蜡制备纳米复合相变材料。通过X-射线衍射(XRD)表明所制备的二氧化锰是α-Mn O_2,通过SEM和TEM观察分析表明,MnO_2纳米线表面吸附了大量脂肪酸;通过DSC测试表明,复合相变材料具有较高的潜热值(168.2 J g~(-1)~206.1J g~(-1));通过TGA测试,纳米复合相变材料在260℃内没有发生热分解,具有良好的热稳定性;通过纳米复合相变材料导热性能测试,可以得到纳米复合相变材料导热系数在0.258~0.611 W m-1 K-1之间,结果说明,MnO_2纳米线可以明显改进有机相变导热性能。3.利用高锰酸钾和37 wt%盐酸制备MnO_2纳米管作为相变载体材料,与肉豆蔻酸、硬脂酸、石蜡制备纳米复合相变材料。通过XRD测试表明实验所制备MnO_2纳米管是α-MnO_2纳米管,且二氧化锰纳米管与相变材料吸附没有发生化学反应,通过SEM和TEM观察表明发现相变材料不仅吸附在MnO_2纳米管外表面,在其内部也有沉积;通过DSC测试纳米复合相变材料储热性能,证明纳米复合相变材料具有良好储热能力(140.1~174.5 J g~(-1));TGA测试表明,实验制备纳米复合相变材料在中低温条件下几乎不发生失重现象,具有良好热稳定性;通过导热分析仪测得纳米复合相变材料导热性能良好,表明MnO_2纳米管在纳米复合相变材料导热性能方面起到了很好的作用。
[Abstract]:The thermal conductivity of the composite phase change material was measured by SEM , TEM , XRD , DSC , TGA and thermal analysis . The results showed that the nano - silver composite phase change material had higher latent heat value ( 168.2 J g ~ ( -1 ) ~ 206.1J g ~ ( -1 )) . The results show that the nano composite phase change material has good thermal storage capacity ( 140 . 1 - 174.5 J g ~ ( -1 )) , and the TGA test shows that the nano - composite phase change material has good thermal storage capacity ( 140.1 ~ 174.5 J g ~ ( -1 )) ; the TGA test shows that the nano composite phase change material has good heat storage capacity ( 140 . 1 ~ 174.5 J g ~ ( -1 )) ;
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB33

【参考文献】